مطاط السيليكون السائل (LSR) صب الحقن, المعروف أيضا باسم صب حقن السائل (LIM), هي طريقة حرارية لإنتاج مكونات السيليكون المرنة. يتم الجمع بين مركبين, ساخنة داخل القالب, ويستخدم محفز البلاتين لتسريع عملية المعالجة.
ما هو مطاط السيليكون السائل?
مطاط السيليكون السائل (LSR) عبارة عن بوليمر سائل سميك يتم إنتاجه باستخدام تقنية قولبة حقن السائل النظيفة لإنشاء المكونات.
تعتبر قوالب LSR موثوقة وممتازة للتطبيقات الصعبة بسبب انخفاض ضغطها ومقاومتها لدرجات الحرارة الشديدة. يوفر المطاط الصناعي LSR وضوحًا بصريًا رائعًا, صلابة, ومرونة التصميم مع الحفاظ على الصفات الميكانيكية الجيدة عبر نطاق واسع من درجات الحرارة (-50درجة مئوية إلى 250 درجة مئوية).
أكثر LSRs استقرارًا تتكون من جزأين, البوليمرات المعالجة بالبلاتين المستخدمة في قولبة حقن السوائل. يتم استلام LSR الذي تمت معالجته بالبلاتين في براميل A وB. تبدأ عملية الفلكنة أو المعالجة عندما يتم ضخ مكونات المواد A وB في برميل الحقن لآلة التشكيل. يتم أيضًا ضخ سائل ثالث يحتوي على صبغة اللون في البرميل إذا كانت الأجزاء الملونة مطلوبة. عندما يتم حقنه في تجاويف القالب الساخن, حيث يتصلب ويصبح الشكل الدقيق للعنصر, يتم تسريع عملية المعالجة إلى أبعد من ذلك.
فوائد صب حقن LSR
وتشمل مزايا صب الحقن:
- التصنيع بكميات كبيرة
يمكن الآن إنتاج أجزاء صب حقن السيليكون السائل المعقدة بكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة بفضل مواد LSR المتقدمة.
- احتمالية منخفضة للتلوث
على النقيض من صب الضغط كثيف العمالة لصمغ مطاط السيليكون, تستخدم تقنية قولبة حقن السائل معدات قولبة آلية تقلل من الاتصال البشري بالمادة. مع قوالب حقن السوائل التي تتميز بأنها آلية بالكامل, عمليات التصنيع بدون استخدام اليدين, تتضاءل بشكل كبير إمكانية تلوث المكونات في LIM. توفر الغرف النظيفة المعتمدة من ISO بيئة تصنيع يتم التحكم فيها بيئيًا مع إرشادات صحية صارمة للسلع ذات احتياجات الإنتاج الصحية.
- وقت دورة قصير
هندسة المكون, خصائص الفلكنة العامة, درجة حرارة القالب, المادة عندما تصل إلى القالب, وتؤثر كيمياء مادة المعالجة جميعها على وقت الدورة لمكونات LSR. علاج أسرع ممكن مع جزأين, LSRs المعالجة بالبلاتين عن طريق التسخين المسبق لبرميل الحقن والعداء البارد إلى 40-80 درجة مئوية.
- يقلل من النفايات وفلاش
يتم التخلص تقريبًا من خردة المواد نظرًا لأن القوالب تعمل بدون وميض ولديها عدد قليل من مجاري المواد.
- تعزيز السلامة
إن دخول المشغل إلى منطقة التشكيل ليس ضروريًا بفضل إمكانيات التشغيل الآلي. الروبوتات, المزالق, أو تستخدم الأحزمة الناقلة لاستخراج ونقل الأجزاء من عملية القولبة بالحقن, القضاء على المناولة وإمكانية الحروق أو قضايا السلامة الأخرى.
عيوب مطاط السيليكون السائل
- لا يمكن إعادة تدوير LSR بمجرد علاجه, ولا يمكن تشكيله مرة أخرى. LSR
- أوقات إنتاج طويلة ومكلفة
- إذا تركت دون علاج, سوف يتسبب قوامها اللزج في جمع الغبار والحطام الآخر.
- عند التعرض لمواد معينة مثل الكبريت واللاتكس, سوف LSR منع قدرتهم على العلاج, وبالتالي فهي ليست مناسبة للتطبيقات المغمورة في الكحول أو البنزين.
- خيارات محدودة للمواد المستخدمة في عملية LIM يأتي السيليكون فقط بمجموعة صغيرة من الدرجات.
أنواع قوالب حقن LSR
هناك أنواع عديدة من مواد LSR. يشمل البعض:
- المستويات الطبية
القدرة على استخراجها للتطبيقات الطبية, والتي لديها معايير دقيقة للغاية لمنع التدخل في الأنسجة, ستتم إزالتها من LSR في المراحل اللاحقة. يتم أيضًا زيادة قوة المادة عن طريق إزالة المواد القابلة للاستخراج. تقييدي (زرع لمدة أقل من 30 أيام) وغير المقيدة هي التصنيفات المعتادة لهذه الدرجات (زرع أكبر من 30 أيام).
- التشحيم الذاتي:
من الممكن دمج السوائل غير المتوافقة مع الأجزاء. سوف تزدهر هذه المادة على السطح لتوفر سطحًا أملسًا عندما يجف السيليكون ويتصلب. ثم, اعتمادًا على السرعة التي يريد المستهلك أن يزدهر بها السائل, 1.5 ل 3 تتم إضافة نسبة من سائل الفينيل إلى السيليكون.
- موصل:
يتم وضع أسود الكربون الموصل على مكونات LSR. بالمقارنة مع السيليكون المعبأ بجزيئات معدنية, تتمتع هذه الدرجات بصفات ميكانيكية عالية جدًا وقد تحقق مقاومة حجمية منخفضة تصل إلى 9 أوم سم.
- الترابط الذاتي:
إضافة معززات الالتصاق. يوفر التصاقًا خاليًا من البرايمر لمجموعة من الأسطح. تلتصق المادة بشكل جيد بالبولي سلفونات, الفولاذ المقاوم للصدأ, الألومنيوم, والنايلون مع حشو الزجاج. للأختام المركبة, فهو يوفر وسيلة مثالية لتقليل مكونات التجميع أو تحقيق قدر أكبر من الختم بين مكوني التزاوج.
- راديو غامض
من أجل جعل مكون السيليكون مرئيًا تحت الأشعة السينية, يتم تطبيق كبريتات الباريوم. يعمل هذا بشكل جيد للاستخدامات الطبية مثل القسطرة ومصارف الجروح.
- مضاد للإشتعال
بدون أي إضافات, غالبية مطاط LSR سوف يفي بمعايير UL 94 درجة HB. درجات أعلى, مثل V1 أو VO, الحاجة إلى المواد الكيميائية التي تتحلل وتطلق الماء.
- علاج سريع:
يمكن لصانع LSRs تنظيم كمية المجموعات الوظيفية المضافة كمواقع علاجية في المادة, تمامًا كما هو الحال مع الإيثيلين بروبيلين, حيث يتم إضافة بوليمر ثلاثي بروابط مزدوجة, لضبط درجة تشابك المطاط الصناعي. التفاعل العالي هو النتيجة, مما يؤدي إلى أوقات دورة قصيرة للغاية لتصنيع مكونات السيليكون بكميات كبيرة.
عملية تصنيع LSR
تتطلب بعض المواد خطوة إضافية لإضافة العلاجات (والتي تم تركها لزيادة ثبات المادة على الرف). يتم التخلص من كل هذه الخطوات بواسطة LSR. هنا لمحة عامة عن عملية إنتاج LSR:
1. إن الأسطوانة سعة 55 جالونًا أو سطل سعة 5 جالونًا هي الحاويات النموذجية لـ LSR A + مكونات ب. يتم ضغط الدلاء بواسطة مجموعة ضخ يتم التحكم في العملية, الذي يغذي المادة في وحدة الخلط والحقن الثابتة.
2. بعد ذلك, يمكن إضافة تيارات الصباغ والتلاعب بها. سيتم دمج المواد الصحفية بمسمار ودفعها للأمام أثناء عملية الحقن لإنشاء "طلقة" من المواد, أو الكمية المطلوبة لملء القالب.
3. ستبقى المادة مثبتة معًا بعد حقنها في القالب لعلاج LSR. تتم بعد ذلك إزالة المنتج المعالج من القالب بواسطة إنسان أو آلة, ثم تتكرر الدورة. إنها عملية سريعة وفعالة للغاية وتستغرق عادةً 30 ثواني أو أقل.
4. في المقابل, عادةً ما يستغرق صنع جزء ما ست دقائق أو أكثر عند استخدام المواد العضوية أو السيليكون عالي الاتساق. ويلزم المزيد من الوقت لمعالجة المواد باستخدام البيروكسيد, عادة تسع دقائق. بالمقارنة مع مادة السيليكون ذات الاتساق العالي, يمكن أن يؤدي LSR إلى توفير كبير في تكاليف العمالة.
5. يمكن أن تساعد الإجراءات الإضافية مثل ما بعد الخبز في تحسين مجموعة الضغط وتقليل التقلبات. يعمل إلغاء الوميض أيضًا على التخلص من الوميض غير الضروري. بعد تنظيفها جيداً من أي مادة غريبة, ثم يتم تعبئتها للشحن.
لماذا يعد مطاط السيليكون السائل مثاليًا لتطبيقات القولبة بالحقن?
سهل القالب (و العفن) هناك حاجة إلى السيليكون المطاطي منخفض أو عالي اللزوجة من قبل الشركات المصنعة في مجموعة متنوعة من الصناعات, بما في ذلك السيارات, الرعاىة الصحية, الصناعة العامة, رعاية الرضع, منتجات المستهلك, والإلكترونيات, لتصنيع المكونات بسرعة وبتكلفة معقولة.
المادة المفضلة لتطبيقات القولبة بالحقن هي مطاط السيليكون السائل (LSR). تتميز سلاسل Si-O المتكررة التي تشكل العمود الفقري للسيليكون بأنها مرنة للغاية وتوفر لهذا الهيكل الكيميائي صفات خاصة مثل نطاق درجة حرارة العمل الواسع, قابلية الطقس, الكارهة للماء, الخمول الحيوي, عزل كهربي, وعمر طويل.